语音信号的采集及预处理

1、百度文库让每个人平等地提升自我实验语音信号的采集及预处理一、 实验目的在理论学习的基础上，进一步地理解和掌握语音信号预处理及短时加窗的意义及基于 matlab的实现方法。二、实验原理及内容.语音信号的录音、读入、放音等：练习matlab中几个音频处理函数，利用函数wavread 对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数，给出以下语音的波形图（），wavread 的用法参见mablab帮助文件。利用wavplay或soundview放音。也可以利用 wavrecord自己录制一段语音，并进行以上操作（需要话筒）。实验程序：Awavread ( r 1 );实验结果:Fs=256;soundvi

2、ew(I,Fs);.语音信号的分帧：对语音信号进行分帧，可以利用voicebox工具箱中的函数enframe。voicebox工具箱是基于GNU协议的自由软件，其中包含了很多语音信号相关的函数。实验程序： I=wavread(r1);y=enframe(工,256,128);whos y I实验结果：NameSizeBytes Class Attributes百度文库让每个人平等地提升自我 9000 x169x25672000 double141312 double.语音信号的加窗：本步要求利用window函数设计窗口长度为256(N = 256)的矩形窗 (rectwin)、汉明窗(hamm

3、ing)及汉宇窗(harm),利用wvtool函数观察其时域波形图及 频谱特性，比较得出结论。观察信号加矩形窗及汉明窗后的波形，利用subplot与reshape 函数将分帧后波形、加矩形窗波形及加汉明窗波形画在一张图上比较。取出其中一帧，利用 subplot与reshape函数将一帧语音的波形、加矩形窗波形及加汉明窗波形画在一张图上比 较将得出结论。(1)利用wvtool函数观察其时域波形图及频谱特性，比较得出结论。实验程序：N = 256;w = window(rectwin,N);wl = window(Shamming, N);w2 = window(hann,N);wvtool(w,

4、wl, w2)实验结果:(2)观察信号加矩形窗及汉明窗后的波形，利用subplot与resh叩e函数将分帧后波形、 加矩形窗波形及加汉明窗波形画在一张图上比较。实验程序：I=wavread(11);N = 256;V； = vzindovz (rectwin, N);wl = vzindovz (hammingz N);w2 = vzindow (hannz N);11 = 1 (4000:4255,1);12=11. *vz;13 = 11. *vzl;14 = 11. *v;2;subplot(2f2fl)fplot(I)title (，原始波形图，)subplot(2,2,2),plot

5、(12)titled添加矩形窗波形，)subplot(2,2,3),plot(13) title r添加海明窗波形，) subplot(2,2,4),plot(14)titled添加汉宁窗波形，)实验结果：0.53、预加重：即语音信号通过一个一阶高通滤波器1-0.93751。实验程序：I=wavread(11);11 = 1 (4000:4255,1);y=filter(l ,1,工1);subplot (lf 2,1),plot(Il)title (，预加重前的波形图，)subplot(1,2,2),plot(y)title (1预加重后的波形图,)实验结果：4、改变帧长、帧移重复上述步骤。

6、改变后的帧长、帧移为1024和256实验结果如下: 实验程序和实验结果分别如下：I=wavread( t=enframe(Iz 1024 z 25 6);plot(t)图1改变帧长、帧移后的波形图I=wavread(11);N = 1024;V； = v/indovz (rectv;in, N);wl = windovz (hammingz N);v72 = windovz (hannz N);vzvtool (w, vzl, w2)百度文库让每个人平等地提升自我 百度文库让每个人平等地提升自我xcure 1: Vindov Visualization Tool巨）回囚ile Edit Vi_

7、cv Insert Zools 心 ndew Mlp目& fc a T x X X gaxinikWncdow viewer8。400800600108Leakage Footer: 0.05 %Time doman-2000.8MrtnellTed FteQjency rad/somple)MHClobH wkrtMG 3d3) 0 0026855o o o o os u u 5- 1 1RefatMs edelobe eitienuotiori -31 5 dB图2改变帧长、帧移后窗口的时域和频域波形图I=wavread(11);N =1024;V； = vzindovz (Grectvz

8、in, N);v/1 = vzindow (hammingz N);v/2 = vzindovz (hannz N);11 = 1 (4000:5023,1);12=11.*w;13=11.*wl;14 = 11. *v;2;subplot(2f2fl),plot(I)title (，原始波形图，)subplot (2,2,2),plot(12)title (，添加矩形窗波形，)subplot(2,2,3),plot(13)title (，添加海明窗波形，)subplot(2,2,4),plot(14)titled添加汉宁窗波形，)原始波形图添加海明窗波形图3改变帧长、帧移后的加窗图I=vza

9、vread (1 1 );11 = 1 (4000:5023,1);y=filter(l 工1);subplot (1,2,工),plot(II)tier预加重前的波形图，) subplot(1,2,2),plot(y) title (,预加重后的波形图,)图4改变帧长、帧移后的预加重前后波形图5、换一段语音重复上述步骤。把语音换成实验程,和实验结果分别如下:I=wavread(11);t=enframe(I,256,128);plot(t)图5分帧后的波形图I=wavread(11);N = 256;V； = vzindovz (Grectwin, N); vzl = windovz (ha

10、mmingz N); w2 = window(hannzN);11 = 1 (4000:4255,1);12=11. *vz;= 11. *vzl;= 11. *vz2;subplot(2,2,1)rplot(I) titled原始波形图，)subplot (2,2,2),plot(12) title 添加矩形窗波形，) subplot(2,2,3),plot(13) titled添加海明窗波形，) subplot (2,2,4),plot(14) 七添加汉宁窗波形，)原始波形图添加矩形窗波形添加海明窗波形图6原始波形、加矩形窗波形、汉明窗波形及加汉明窗波形I=vzavread (1 1 );

11、11 = 1 (4000:4255,1);y=filter(l 工1);subplot (1,2,工),plot(II)tier预加重前的波形图，) subplot(1,2,2),plot(y) title (,预加重后的波形图,)I=vzavread ( 1 1 );t=enframe(工，1024,256); plot(t)图8改变帧长、帧移后的波形图I=wavread(11);N =1024;V； = v/indovz (rectv;in, N); vzl = windovz (hammingz N); v72 = windovz (hannz N);11 = 1 (4000:5023,

12、1);12=11. *vz;= 11. *vzl;= 11. *vz2;subplot(2,2,1),plot(I) titled原始波形图Dsubplot(2,2,2),plot(12) title 添加矩形窗波形，) subplot(2,2,3),plot(13)titled添加海明窗波形，) subplot (2,2,4),plot(14) title (，添加汉宁窗波形，)原始波形图添加矩形窗波形图9改变帧长、帧移后的加窗图I=vzavread (1 1 );11 = 1 (4000:5023,1);y=filter(l 工1);subplot (1,2,工),plot(II)tier预加重前的波形图，) subplot(1,2,2),plot(y) title (,预加重后的波形图,)添加海明窗和汉宇窗可以得到效果不错的波形，很明显两个波形相似，矩形窗的波形相对不是很平稳。通过改变帧长、帧移后波形更加的清晰，特征更加的明显，更方便观察。三、思考）.语音信号包括哪些预处理，作用分别是什么？答：语音信号的预处理包括数字化、放大及增益控制、反混叠滤波、预加重等。数字化：抽样、量化；放大及增益控制：对语音信号进行放大；反混叠滤波：防止混叠